(57)【要約】【課題】  キースイッチ不良等によってキーコードデータを送信できなくなる状態を事前に判断し、キーボードの予防保守の実現を図ること。【解決手段】  マイクロプロセッサ（１）からのスキャン信号（２）出力毎に、キーマトリクス（３）上のキースイッチ状態を検出し、キー入力が行なわれるとセンス信号（４）が反転しマイクロプロセッサ（１）に送られ、ホスト（８）にキーコードデータが送信される。その際、センス信号（４）上に発生しているキースイッチの接触抵抗による降下電圧を増幅器（５）で増幅した後、比較器（６）にて交換時期を想定し設定された基準電圧と比較しそれを超える値を検出した場合マイクロプロセッサ（１）に対する出力を反転させ、マイクロプロセッサ（１）はホスト（８）への通知を行なう。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配置された複数の可動接点からなるキーマトリクス部と、前記キーマトリクス部にスキャン信号を出力し、キー入力に対応して反転したセンス信号を入力するマイクロプロセッサを有するキーボ−ド装置において、
前記スキャン信号を受け、前記キーマトリクス部から出力されるセンス信号を入力とし、キーマトリクス部の出力電圧と基準電圧を比較する比較部を備え、
前記比較部は、所定時間経過後、キー入力時にキースイッチ接点の接触抵抗値が所定の閾値を超え、前記キーマトリクス部の出力電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記マイクロプロセッサに対して比較出力信号を送出し、
前記マイクロプロセッサは、前記比較出力信号を受け、ホストコンピュータへキーボード故障制御信号を出力することを特徴とするキーボード装置。
【請求項２】
前記比較部は増幅器と比較器で構成され、
前記増幅器の非反転入力部は、前記センス信号をプルアップする電源部のプルアップ抵抗とキースイッチの接触抵抗に接続され、
前記比較器の一方の入力部には前記増幅器の出力部に接続され、他方の入力部には第１の設定抵抗と第２の設定抵抗で前記基準電圧を分圧設定する基準電源部が接続され、
所定時間経過後、前記接触抵抗値の増加による電圧降下が大きくなり、前記増幅器の出力電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記マイクロプロセッサに対して比較出力信号を送出することを特徴とする請求項１記載のキーボード装置。
【請求項３】
前記比較器の一方の入力部は反転入力端子であり、前記増幅器の出力電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記マイクロプロセッサに対して反転出力信号を送出することを特徴とする請求項２記載のキーボード装置。
【請求項４】
前記マイクロプロセッサは、前記反転出力信号を受け、キーボード上のＬＥＤを点滅させることを特徴とする請求項３記載のキーボード装置。
【請求項５】
マトリックス状に配置された複数の可動接点からなるキーマトリクス部にスキャン信号を出力するステップと、
前記スキャン信号を受け、キー入力に対応して前記キーマトリクス部から出力されるセンス信号を入力するステップと、
前記入力されたセンス信号の電圧と基準電圧を比較するステップと、
所定時間経過後、キー入力時にキースイッチ接点の接触抵抗値が所定の閾値を超え、前記センス信号の電圧が前記基準電圧を超えた場合、マイクロプロセッサに対して比較出力信号を送出するステップと、
前記比較出力信号を受け、ホストコンピュータへキーボード故障制御信号を出力するステップを
有することを特徴とするキーボード劣化検出方法。
【請求項６】
前記比較ステップにおいて、
前記センス信号を入力するステップの後、前記キーマトリクス部から出力されたセンス信号を増幅し、その増幅されたセンス信号の電圧と前記基準電圧を比較し、
所定時間経過後、前記接触抵抗値の増加による電圧降下が大きくなり、前記増幅されたセンス信号の電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記マイクロプロセッサに対して比較出力信号を送出することを特徴とする請求項５記載のキーボード劣化検出方法。
【請求項７】
前記基準電圧は、第１の設定抵抗と第２の設定抵抗で分圧設定されたものであることを特徴とする請求項６記載のキーボード劣化検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キーボードの交換時期を検出し通知する機能を有するキーボード装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
キーボードの接点に最近はコスト低減を目的に機械的接点の代わりメンブレンシートを使用した機器が増えている。しかしそのメンブレン接点の信頼性は機械的接点に比べ劣り、一般的に寿命も短い。交換時期の通知によるリスク回避のニーズは高くなっている。
【０００３】
尚、キーボードのキースイッチ接触抵抗を測定し生産時の不良を検出する検査方法については以下の特許文献１に開示されている。具体的に説明すると、キーボード接点群（キーボードマトリクス）を所定の方法で全部オンに操作し、キーボードマトリクスの横方向端子列との接続を固定し、縦方向端子列を順次に切り替えていく。切り替えごとに定電流が流れ、電圧効果が検出できる。所定値より大きな値の電圧効果を起こしている接点は接触抵抗値が大きく、キーボードのキースイッチの不良を検出することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−７１７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
情報処端末におけるキーボードはその基本機能を担う重要な機器であるが、使用条件によってはほこりや油煙の進入による接点の接触不良導電材料の劣化による接触抵抗や導電パタン抵抗の増大などによるによる入力不良となりその基本機能を果たせなくなることが多い。特に業務用端末に使用される場合は、キーボードの突然の故障は業務に多大な損失を与えることになり、交換時期の事前通知による予防保守の実現は重要な課題であった。
【０００６】
上記した従来の技術（特開昭６３−７１７１５号公報記載の発明）では、製品出荷前における不良か否かの検査に用いられるものである。当然のことながら単に接触抵抗値に基づく電圧降下が所定電圧より高ければ製品不良と判断されるが、製品出荷後のキーボードの交換時期を判断することまで想定していないため、交換時期をキーボードの操作者に通知する機能は有していない。
【０００７】
すなわち上記従来技術では製品出荷前のキーボード検査という目的で、キーボードの使用開始から不良発生までの間の検査は想定していないため、キーボード操作者への交換時期を通知することができず、製品出荷後のキーボード不良の検査を行うことができず、いざ業務時間内にキーボードが不良で使用できなくなった場合には業務に支障がでることになる。
【０００８】
従って本発明の目的は、キースイッチ不良等によってキーコードデータを送信できなくなる状態を事前に判断し、キーボードの予防保守が実現できるキーボード装置を提供することである。すなわち、運用中の機器において使用者が日常作業中で行うキー入力時毎にキースイッチの寿命判定を行ない、予防保守のために交換時期の通知を行うことができ、キーボードの予防保守の実現を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１０】
本発明に係るキーボード装置の態様は、マトリックス状に配置された複数の可動接点からなるキーマトリクス部と、前記キーマトリクス部にスキャン信号を出力し、キー入力に対応して反転したセンス信号を入力するマイクロプロセッサを有し、前記スキャン信号を受け、前記キーマトリクス部から出力されるセンス信号を入力とし、キーマトリクス部の出力電圧と基準電圧を比較する比較部を備え、前記比較部は、所定時間経過後、キー入力時にキースイッチ接点の接触抵抗値が所定の閾値を超え、前記キーマトリクス部の出力電圧が前記基準電圧を超えた場合、前記マイクロプロセッサに対して比較出力信号を送出し、前記マイクロプロセッサは、前記比較出力信号を受け、ホストコンピュータへキーボード故障制御信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るキーボード劣化検出方法の態様は、マトリックス状に配置された複数の可動接点からなるキーマトリクス部にスキャン信号を出力するステップと、前記スキャン信号を受け、キー入力に対応して前記キーマトリクス部から出力されるセンス信号を入力するステップと、前記入力されたセンス信号の電圧と基準電圧を比較するステップと、所定時間経過後、キー入力時にキースイッチ接点の接触抵抗値が所定の閾値を超え、前記センス信号の電圧が前記基準電圧を超えた場合、マイクロプロセッサに対して比較出力信号を送出するステップと、前記比較出力信号を受け、ホストコンピュータへキーボード故障制御信号を出力するステップを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるキーボードの予防保守機能は、キー入力時にキースイッチ接点の接触抵抗を検出し抵抗値が閾値をこえた場合キーボードの交換時期が近いと判断し故障に至る前に使用者に対し予防保守を促す通知を行なう機能を有する。
【００１３】
したがって、本発明を用いることにより、ほこりや油煙の進入によるキースイッチ接点の接触不良、導電材料の劣化による接触抵抗や導電パタン抵抗の増大などによるによる入力不良となり、キーコードデータ送信という基本機能を果たせなくなった場合でも、その交換時期の事前通知機能により、キーボードの予防保守の実現が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図２を参照すると、本発明のキーボード装置は、予防保守機能を有するマイクロプロセッサ（１）、キーマトリクス（１０）、増幅器（５）、比較器（６）、基準電源（７）、ＬＥＤ（１１）で構成されている。
【００１６】
マイクロプロセッサ(１)は、キーマトリクス（３）のスキャン信号（２）ＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３、・・・、ＫＳｎ、とセンス信号（４）のＫＲ１、ＫＲ２、ＫＲ３、・・・、ＫＳｎと接続されキースイッチ（１２）押下を待っている。キースイッチ（１２）が押下されスキャン信号（２）がＯＮするとＶＣＣ（１３）からプルアップ抵抗（１４）を通してセンス信号（４）がドライブされる。このセンス信号を増幅器（５）で増幅し、比較器（６）で前記増幅器からの出力電圧と基準電源（７）からの基準電圧と比較した論理出力をマイクロプロセッサ（１）に入力する。信号を入力したマイクロプロセッサ（１）は信号状態に応じホストコンピュータ（８）に対して制御信号を送出又は、ＬＥＤ（１１）を点滅させるなどの方法も考えられる。
【００１７】
図３は、図１及び図２のキーマトリクスの出力としてのセンス信号（４）を検出する検出回路の構成を詳細に示したものである。
【００１８】
図３において、キースイッチ（１２）が押下されると接触抵抗Ｒｃ（１６）を介して電源ＶＣＣ（１３）及びプルアップ抵抗Ｒｐによってプルアップされたセンス信号（４）が出力される。センス信号（４）は増幅器（５）の非反転入力に入力され、増幅器（５）の論理出力は比較器（６）の反転入力に接続されている。比較器（６）の基準電圧は、基準電源（７）を設定抵抗Ｒｓ１（１８）、設定抵抗Ｒｓ２（１９）で分圧したものであり、比較器（６）からは比較信号が出力される。その比較信号はマイクロプロセッサ（１）に送出される。
【００１９】
次に、図２、図３の接触抵抗検出回路の動作について、図４及び図５のタイムチャートを参照して説明する。
【００２０】
マイクロプロセッサ(１)は、キーマトリクス（３）のスキャン信号（２）をＫＳ１、ＫＳ２、ＫＳ３、・・・、ＫＳｎと順次ＯＮしながらセンス信号（４）のＫＲ１、ＫＲ２、ＫＲ３、・・・、ＫＳｎを監視し操作者のキースイッチ（１２）押下を待っている。操作者によってキー入力が行なわれると、電源ＶＣＣ（１３）及びプルアップ抵抗Ｒｐによってプルアップされたセンス信号（４）が出力される。センス信号（４）出力によってマイクロプロセッサ（１）のキーコード送信という基本動作が行われると共に、センス信号（４）上のキースイッチ（１２）接触抵抗Ｒｃ（１６）による電圧降下の検出が行われる。
【００２１】
ここで、キーボードが初期状態における検出回路の動作をタイムチャートとして図４に示す。図４に示すように、キースイッチ（１２）をＯＮすると、スキャン信号（２）がＯＮする度に電源ＶＣＣ（１３）からプルアップ抵抗Ｒｐ（１４）とキースイッチ（１２）の接触抵抗Ｒｃ（１６）が、マイクロプロセッサ（１）の出力回路のＯＮ抵抗で分圧された電圧が増幅器（５）によって増幅され比較器（６）出力される。
【００２２】
比較器（６）は、設定抵抗Ｒｓ１（１８）及び設定抵抗Ｒｓ２（１９）で設定したあらかじめ定められた閾値である基準電圧と増幅器（５）によって増幅された増幅器出力電圧とを比較し、前記増幅器出力電圧が基準電圧以上の場合、キーボードが劣化状態にあり交換が必要と判断して、反転論理出力（Ｌレベル）をマイクロプロセッサ（１）に送出する。
【００２３】
ところで、キースイッチ（１２）をＯＮしてしからばらくの間、増幅器（５）が有する寄生容量により検出電圧が安定せず、増幅器出力はすぐに基準電圧以下にはならず、しないため反転出力を送出し続けるが（図４の増幅器出力で確定矢印の左側の部分）、キー入力が確定する頃には寄生容量も放電し、状態が安定する。すなわち、このキー入力が確定するタイミングでマイクロプロセッサ（１）が比較器（６）からの入力を検出するが、この場合には、比較器（６）からの論理出力は反転しておらず、Ｈレベルを保ち続けキーボードは正常と判断される。尚、以下で説明する図５の増幅器出力と比較し、図４の方が下がり方が激しいのは時定数ＲＣが小さいためである。
【００２４】
次に、キーボードが交換時期に近づいている場合における検出回路の動作をタイムチャートとして図５に示す。キーボードが交換時期に近づいている場合、図５のタイムチャートに示すように、上記初期状態のときと違ってキースイッチ（１２）の接触抵抗（Ｒｃ）が増加しているため、キー入力が確定するタイミングになっても増幅器（５）出力電圧は前記基準電圧以下にはならず、比較器（６）の論理出力はスキャン信号（２）がＯＮする度に（スキャン信号がＬレベルになる度に）反転論理出力（Ｌレベル）を出力し続ける。この反転論理出力をマイクロプロセッサ（１）が検出し交換時期と判断する。
【００２５】
交換時期と判断するとすぐにホストコンピュータ（８）に対し制御信号を送出し使用者にキーボードの予防交換を通知する。また通知の方法としてはキーボード上のＬＥＤ（１１）を点滅させるなどキーボード内でクローズした方法を用いることによりあらたな特殊コマンド等の追加なしに容易に機能を実現する事が可能である。
【００２６】
また、上記した各実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。例えば、上記実施の形態は増幅器出力を入力する比較器（６）の入力部は反転入力端子であるが、それとは逆に非反転入力端子であってもよい。その場合には比較器からそれに応じた論理出力が出力されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、キーボードの交換時期を事前に知ることが可能であり、キ−ボードの故障による業務中断など多大な損失が発生する業務用端末の分野でその損失を回避できることから有効性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ホストコンピュータに接続される本発明に係るキーボード装置の構成を示したブロック図である。
【図２】ホストコンピュータに接続される本発明に係るキーボード装置の構成をより具体的に示したブロック図である。
【図３】本発明に係るキーボード装置の接触抵抗検出回路の構成をより具体的に示した図である。
【図４】初期状態における本発明に係るキーボード装置の動作を示したタイムチャート図である。
【図５】交換時期検出時における本発明に係るキーボード装置の動作を示したタイムチャート図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    マイクロプロセッサ
２    スキャン信号
３    キーマトリクス
４    センス信号
５    増幅器
６    比較器
７    基準電源
８    ホストコンピュータ
９    キーボード
１１    ＬＥＤ
１２    キースイッチ
１３    電源（ＶＣＣ）
１４    プルアップ抵抗
１６    接触抵抗
１８，１９    設定抵抗
【図１】
2007122245.tif 000003
【図２】
2007122245.tif 000004
【図３】
2007122245.tif 000005
【図４】
2007122245.tif 000006
【図５】
2007122245.tif 000007